电力系统智能化若干问题概述.ppt
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将电力系统的各个构成环节全部纳入智能化。 发电 输电 用电
三、我国电力系统的构建格局
1 发电厂-----按地域规划、星罗棋布。 火电厂：以北方尤其西北为主。 水电厂：以南方尤其西南为主。 核电厂：沿海和经济发达地区的经济相对薄弱地区。 风能发电：北方尤其西北为主，沿海为辅。
2 电网 两大电网公司：国网、南网。
影响； (2)装机容量大，集中性强，电能生产具跳跃性； (3)组成部分涉及专业面广，运行管理要求高，大机组发电安全生
产地位突出（蒸汽压力）； (4)火力发电占有率高（70%以上），总容量大（年6亿千瓦时以
上），对电力系统影响巨大。
b、水力发电
利用大坝上下游水位差所产生的势能，以水头压力冲击水轮发电机组 发电而实现电能的生产。
同电压等级
可不同电压等级 输变电工程（送电、变电、配电）
用电设备
图一、电力系统（交流输电）框图
出线
发电厂
升压变压 线路 器
直流线路
换流站
换流站
交流
Ⅰ级降压变压器、线路 Ⅱ级降压变压器、 线路
开关站
开关站
末级降压变压器、 线路 开关站
若干条 若干条 若干条
用电设备
发电厂工程
换流站工程 （交流变直流、直流变交流）
适应各种气候、气象条件的变化 b、用电设备的要求：
①电压等级———变电（分级降压） ②功率大小———分配（系统负荷平衡） ③关停———切换（负荷分配、变化调整、再分配） c、安全要求：①输电的控制、监测、保护
②用电设备的控制、监测、保护
3）电能使用 实现电能向机械能、光能、热能等能量的转换。 要求：节能、电信号变化的敏感性、安全可靠性、控制
国网：以行政地域划分为五大区，东北、西北、华北、华东、华中。
五大区内以省公司划分（二级法人）
省网公司以省属地市划分（非法人）
地市公司以下不再划分（县公司）
国网规划：东北电网独立规划建设（输电线路最高电压等级500kV为主） 其余四大区间电能输送以特高压为骨干建立环网（1000kV） 西北→华中→华东 西北→华北→华东 西北→华东 五大区域内以省公司划分，省网公司之间电能输送以500kV为主。
若干条 可不同电压等级
可不同电压等级
输变电工程（送电、变电、配电）
图二、电力系统（直流输电）框图
用电设备
以上框图仅为单一树状结
构，电力系统是由很多单一树状 结构并行排列，单一树状结构间 通过线路与变电开关站连接实现 相互电能调度，区域内发电厂亦 通过线路与各级变电开关站连接， 向电网供电，形成大电网、大系 统。
改革开放后国民经济的持续发展，对电力系统的各方面提出了诸多新的挑 战。在解决电力生产能力不足，缩小供需差距问题上，花大力气和投入大量资金 新建了一大批发电厂，实现了厂网分开的电力体制改革。电力工业的生产，电能 输送和用电体制发生了根本性变化。近年来，国民经济的快速发展对电力系统提 出了更高的要求。对解决电力生产，电能输送和用电各个环节中出现的多方面 技术问题、管理模式和处理多方利益关系等提出了智能化要求：
②电力生产功能要求 对发电：转换效率高、生产电能平稳、易控制、安全环保 对电网：调度控制有序，满足区域负荷变化要求，电能平衡，电能分 配张弛有度，安全可靠。
2）电能的输送与配送 实现电能以不同电压等级，向不同区域方向与用电设备的输送连接，
负荷分配、切换等功能。
① 功能要求 输电技术要求：损耗小 变电（电压升高）
前几年————数字化变电站（开关站） 设想以变电开关站为纽带（切入点），实现电能输送过程中电能分
配调度由状态量向数字化的转变，期望解决电能输送的量化和科学调 度。
状态量：有无 形态 抽象的量 数字化：多少 具体化 近年————智能化电网 设想以电网系统各参量的数字化（包含状态参量）检测和信息处理、 数据判别为基础，实现电能调度、参量调整等科学决策的自动化、智 能化。 目前————尚无权威的定义 发展————电力系统智能化
主要组成：汽轮发电机组 燃料供给及燃烧系统 给水及水处理系统
热工及控制系统 厂房等
装机容量：200MW 300 MW 400 MW 600 MW 1000 MW
蒸汽压力：
亚临界
超临界 超超临界
15-20MPa
20-25MPa 25-30MPa
特 征： (1)组成系统复杂庞大，每个组成部分均对电力正常生产发挥重要
二、电力系统智能化问题的提出与实践
自电力工业诞生，就伴随着电力生产，电能传输，电能使用方面的问题。 电力工业与国民经济、社会生产力发展水平息息相关，直接服务于社会经济活动 的各个领域。我国电力工业在计划经济时代是集电力生产、电能传输和用电营销 为一体的高度集中封闭的整体。重生产、轻供销，电力生产能力有限，电力负荷 不足。电能的使用按纯粹的计划分配模式，电力调度集中掌握，且调整困难。
主要组成：可控核反应堆 给水及控制系统 汽轮发电机组等。
核能发电国情：区域性强 装机容量大
核能发电有关问题：安全性 环保要求高
d、新能源发电 太阳能、风能、生物发电、海洋能、垃圾发电等 （相关 说明）
说 明： 以上各类发电厂每一发电厂均有专门的变电开关站，以实现按不同电 压等级、不同区域方向、不同电能负荷的输出。
主要组成：水轮发电机组 大坝及水工建筑物 控制系统等。 单机容量：300 MW 400 MW 700 MW（三峡）另小水电 特 征：装机容量大，集中性强，电能生产具有跳跃性，占有率 20%左右。
c、核能发电 利用重金属元素（铀、钚等）裂变或氢元素（如氘、氚等）
聚变所产生的核热能，经蒸汽发生器产生高温高压蒸汽（二次 转换）驱动汽轮机发电机组发电。
电力系统智能化若干问题概述
一、电力系统构成与功能
1、电力系统构成
电力系统由发电厂、电力输变网及配电网和用电设备构成（发电、供电、 用电）。
2、电力系统功能
1) 电力生产（发电）：实现一次能源向电能的转换。 ①形式：
a、火电发电 以煤、油、气等作为燃料，利用燃料在锅炉中燃烧产生热能，通过热交
换将热能转换成高温高压蒸汽，由高温高压蒸汽驱动汽轮发电机组发电，实 现电能生产。
保护
3、电力系统构成框架图
1）交流输电 附图
2）直流输电 附图
.......
线路Fra Baidu bibliotek
出线
发电厂
升压变压 器
线路
发电厂工程
开关站
线路
线路 Ⅰ 级 降 压 变 压 器 、线路 Ⅱ 级 降 压 变 压 器 、 线路
开关站
开关站
末级降压变压器、 线路
开关站
用电设备
.......
若干条线路
若干条
若干条 若干条 若干条 可不同电压等级
三、我国电力系统的构建格局
1 发电厂-----按地域规划、星罗棋布。 火电厂：以北方尤其西北为主。 水电厂：以南方尤其西南为主。 核电厂：沿海和经济发达地区的经济相对薄弱地区。 风能发电：北方尤其西北为主，沿海为辅。
2 电网 两大电网公司：国网、南网。
影响； (2)装机容量大，集中性强，电能生产具跳跃性； (3)组成部分涉及专业面广，运行管理要求高，大机组发电安全生
产地位突出（蒸汽压力）； (4)火力发电占有率高（70%以上），总容量大（年6亿千瓦时以
上），对电力系统影响巨大。
b、水力发电
利用大坝上下游水位差所产生的势能，以水头压力冲击水轮发电机组 发电而实现电能的生产。
同电压等级
可不同电压等级 输变电工程（送电、变电、配电）
用电设备
图一、电力系统（交流输电）框图
出线
发电厂
升压变压 线路 器
直流线路
换流站
换流站
交流
Ⅰ级降压变压器、线路 Ⅱ级降压变压器、 线路
开关站
开关站
末级降压变压器、 线路 开关站
若干条 若干条 若干条
用电设备
发电厂工程
换流站工程 （交流变直流、直流变交流）
适应各种气候、气象条件的变化 b、用电设备的要求：
①电压等级———变电（分级降压） ②功率大小———分配（系统负荷平衡） ③关停———切换（负荷分配、变化调整、再分配） c、安全要求：①输电的控制、监测、保护
②用电设备的控制、监测、保护
3）电能使用 实现电能向机械能、光能、热能等能量的转换。 要求：节能、电信号变化的敏感性、安全可靠性、控制
国网：以行政地域划分为五大区，东北、西北、华北、华东、华中。
五大区内以省公司划分（二级法人）
省网公司以省属地市划分（非法人）
地市公司以下不再划分（县公司）
国网规划：东北电网独立规划建设（输电线路最高电压等级500kV为主） 其余四大区间电能输送以特高压为骨干建立环网（1000kV） 西北→华中→华东 西北→华北→华东 西北→华东 五大区域内以省公司划分，省网公司之间电能输送以500kV为主。
若干条 可不同电压等级
可不同电压等级
输变电工程（送电、变电、配电）
图二、电力系统（直流输电）框图
用电设备
以上框图仅为单一树状结
构，电力系统是由很多单一树状 结构并行排列，单一树状结构间 通过线路与变电开关站连接实现 相互电能调度，区域内发电厂亦 通过线路与各级变电开关站连接， 向电网供电，形成大电网、大系 统。
改革开放后国民经济的持续发展，对电力系统的各方面提出了诸多新的挑 战。在解决电力生产能力不足，缩小供需差距问题上，花大力气和投入大量资金 新建了一大批发电厂，实现了厂网分开的电力体制改革。电力工业的生产，电能 输送和用电体制发生了根本性变化。近年来，国民经济的快速发展对电力系统提 出了更高的要求。对解决电力生产，电能输送和用电各个环节中出现的多方面 技术问题、管理模式和处理多方利益关系等提出了智能化要求：
②电力生产功能要求 对发电：转换效率高、生产电能平稳、易控制、安全环保 对电网：调度控制有序，满足区域负荷变化要求，电能平衡，电能分 配张弛有度，安全可靠。
2）电能的输送与配送 实现电能以不同电压等级，向不同区域方向与用电设备的输送连接，
负荷分配、切换等功能。
① 功能要求 输电技术要求：损耗小 变电（电压升高）
前几年————数字化变电站（开关站） 设想以变电开关站为纽带（切入点），实现电能输送过程中电能分
配调度由状态量向数字化的转变，期望解决电能输送的量化和科学调 度。
状态量：有无 形态 抽象的量 数字化：多少 具体化 近年————智能化电网 设想以电网系统各参量的数字化（包含状态参量）检测和信息处理、 数据判别为基础，实现电能调度、参量调整等科学决策的自动化、智 能化。 目前————尚无权威的定义 发展————电力系统智能化
主要组成：汽轮发电机组 燃料供给及燃烧系统 给水及水处理系统
热工及控制系统 厂房等
装机容量：200MW 300 MW 400 MW 600 MW 1000 MW
蒸汽压力：
亚临界
超临界 超超临界
15-20MPa
20-25MPa 25-30MPa
特 征： (1)组成系统复杂庞大，每个组成部分均对电力正常生产发挥重要
二、电力系统智能化问题的提出与实践
自电力工业诞生，就伴随着电力生产，电能传输，电能使用方面的问题。 电力工业与国民经济、社会生产力发展水平息息相关，直接服务于社会经济活动 的各个领域。我国电力工业在计划经济时代是集电力生产、电能传输和用电营销 为一体的高度集中封闭的整体。重生产、轻供销，电力生产能力有限，电力负荷 不足。电能的使用按纯粹的计划分配模式，电力调度集中掌握，且调整困难。
主要组成：可控核反应堆 给水及控制系统 汽轮发电机组等。
核能发电国情：区域性强 装机容量大
核能发电有关问题：安全性 环保要求高
d、新能源发电 太阳能、风能、生物发电、海洋能、垃圾发电等 （相关 说明）
说 明： 以上各类发电厂每一发电厂均有专门的变电开关站，以实现按不同电 压等级、不同区域方向、不同电能负荷的输出。
主要组成：水轮发电机组 大坝及水工建筑物 控制系统等。 单机容量：300 MW 400 MW 700 MW（三峡）另小水电 特 征：装机容量大，集中性强，电能生产具有跳跃性，占有率 20%左右。
c、核能发电 利用重金属元素（铀、钚等）裂变或氢元素（如氘、氚等）
聚变所产生的核热能，经蒸汽发生器产生高温高压蒸汽（二次 转换）驱动汽轮机发电机组发电。
电力系统智能化若干问题概述
一、电力系统构成与功能
1、电力系统构成
电力系统由发电厂、电力输变网及配电网和用电设备构成（发电、供电、 用电）。
2、电力系统功能
1) 电力生产（发电）：实现一次能源向电能的转换。 ①形式：
a、火电发电 以煤、油、气等作为燃料，利用燃料在锅炉中燃烧产生热能，通过热交
换将热能转换成高温高压蒸汽，由高温高压蒸汽驱动汽轮发电机组发电，实 现电能生产。
保护
3、电力系统构成框架图
1）交流输电 附图
2）直流输电 附图
.......
线路Fra Baidu bibliotek
出线
发电厂
升压变压 器
线路
发电厂工程
开关站
线路
线路 Ⅰ 级 降 压 变 压 器 、线路 Ⅱ 级 降 压 变 压 器 、 线路
开关站
开关站
末级降压变压器、 线路
开关站
用电设备
.......
若干条线路
若干条
若干条 若干条 若干条 可不同电压等级